提高蒸汽利用率节约能源的有效手段——热压缩器

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1、提高蒸汔利用率节约能源的有效手段——热J、、、压，JL=缩■器啊啊王福德(上海市造纸学会)摘要：该文论述使用于提高生产过程里产生等级较低蒸汽利用率并加以回用，以节约能源的有效手段——热压缩器的构造，运行过程的热力学过程和原理，解释对它的误解和装设投资费用的回收时间以及投入运行后对工厂带来的好处。关键词：热压缩器闪击蒸汽压缩比膨胀比夹带比动力蒸汽理将流经它压力较低的闪击(乏)蒸汽转变压力0序言较高的工作蒸汽的装置。高压动力蒸汽流入热压缩器，喷射嘴通道里流速大大加快，而压力则降在制浆造纸工厂里使用的动

2、力除电力外就低，因此，当它流出喷射嘴是能将压力很低的闪是蒸汽了，而这个蒸汽也是工厂自己生产的，击(乏)蒸汽抽吸流进抽吸腔里，并被夹带着形有点工厂甚至用这种蒸汽来生产电力。近数l()年成一股气流进入热压缩器内扩散室里进行混合，来，除了在不多几个国家和地区发展了可持续发流速下降，压力上升。由闪击(乏)蒸汽在其展的能源的生产，大多数仍然以燃烧矿物燃料中受到压缩，气流里的能量发生变化，连续由势(煤炭、石油和天然气等来生产蒸汽作动力。然能——动能——势能的转换。所谓的热压缩器，而按当前全球对矿物燃料消耗速度

3、看，百年左右这一术语即是在其运行过程里利用压力很高的动即将用尽。因此，人类社会除开发新能源外不得力蒸汽里的热能——焓(enthalpy)对闪击(乏)不在其生产过程里没法尽可能提高对蒸汽的利用蒸汽进行压缩，并与之混合成为压力较高的工作率节约能源降低消耗，以达到最佳化。根据现有(混合)蒸汽衍生而得。的经验，就是生产过程里如何将从前放弃的等级热压缩器有三个主要部件，即喷射嘴，抽吸较低的低压(乏)蒸汽提高其品质(等级)使用腔和扩散室。后回用到某些或原来过程里去以节约能量。热压缩器能够直接升高这些低压(乏)

4、蒸汽的压力而担当起提高蒸汽回用率的重任。随着这种既有效又方便的手段投入实际运行，尤其是在浆料蒸煮和纸幅抄造流程里，将从过程里排放出来的低压(乏)蒸汽压力提升，提高其等级后的以使用或回用是一个极为高效且有利可图的做法值得普遍图1热压缩器的结构推广。Nozz1e——喷射嘴Diser__一扩散室1何谓热压缩器SuctionChamber一扩散腔(1)喷射嘴——其功能是将流入其形状如热压缩器又称热泵，是一种利用能量转换原德拉瓦喷嘴(DelavalNozzle)收敛／发散通道的85高压低速动力蒸汽变成一股速

5、度高而压力却低于P流入喷射嘴进口时动力气流的压力被它抽吸进来的闪击(乏)蒸汽的气流。动通截vne——流入喷射嘴出口时动力气流的速度面最小处即候部汽流速度已达到超力蒸汽流入喷Pd——流出扩散室出口时混合气流的压力射嘴通道的收敛段时因通道界面逐渐变下，气流Vm——流入喷射嘴进口试动力气流的速度速度逐渐增大，当它流到过声波速度，当它越过Ps——流入抽吸腔进口时闪去(乏)气流的通道喉部后，速度继续增大，直到通道出口处停压力止，已超过声音传播速度即所谓的超音速。其数Vd——流出扩散室出口时混合蒸汽的速度值大

6、小在850~lJ1300m／sec之间，相当于1．8到2．5图2所示，为沿着热压缩器收敛／扩散室通道马赫(Mach)(注：即气流速度与声波速度的比长度上蒸汽气流流速和压力大小的分布状态。从值)。图中可明显看出，动力蒸汽在喷射嘴通道里被加(2)抽吸腔——是对从生产现场流入的低快，最后达到超音速。以后当它流入到热压缩器压闪击(乏)蒸汽起着蓄排作用。从喷射嘴流出扩散室的收敛／扩散通道里，把其部分动能传递的动力蒸汽在这里与闪击(乏)蒸汽相遇。流体给流速仅为2．5m／sec的闪击(乏)蒸汽使后者加之粘度摩擦

7、损失，两者间的动量传递(momentum怏并与之混合，而自身流速下降，压力上升，此transfer)压力较低闪击(乏)蒸汽被那股速度很一状态会一直持续到喉部处；其压力骤然跃升时快的动力气流夹带着进行，并在抽吸腔里进行混为止。就气流里这个超音速激波和与随之而来的合。此抽吸腔不但起着将闪击(乏)蒸汽抽吸进气流流速发生锐降。混合气流继续进行到扩散段来与动力蒸汽相遇的通道功能而随后使两者流入里，它的流速进一步下降到亚音速压力却进一步扩散室里去。提高恢复，于是很明显在热压缩器运行过程是利(3)扩散室——将气

8、流里的动能热能在这里用能量转换原理来达到提高闪击(乏)蒸汽压力进行转换，即高速动力气流低压闪击(乏)气流在扩散室的收敛段完成混合。混合后气流压力逐渐恢复，一直行进到扩散室出口处。当混合气流流到扩散室收敛段截面最小处即喉部是，其流速达到音速快慢。在这一阶段，气流里会突然产生一个正常超音速激波(normalsupersonilshock)其压力骤然升高，而在气流产生激波之后，气流速度则放慢到亚音速，以后继续向前行进到发散段，其流速也随之进一步放慢，而气流压力恢复升高，当它流出热压缩器出